Mekaaniset ilmanvaihtotilat ovat toimintojen yhdistelmiä, jotka vaikuttavat tuulettimien toimintaan. Hengityslaite käynnistyy ja pyörähtää sisäänhengitykseen ja uloshengitykseen, jotka ovat kaksi toimintatilaa, jotka mahdollistavat sen toiminnan. Jotkut hengityslaitteet sallivat inspiraation aikana spontaanin hengityksen, kun taas toiset toimivat vain säädellyillä hengityksillä. Mekaaniset ilmanvaihtotavat vaikuttavat tämän tyyppisiin tuulettimien ominaisuuksiin.
Useimmat tuulettimet ovat joko positiivisia tai alipaineisia. Negatiivisen paineen tuulettimet vähentävät rinnan ympärillä olevaa ilmanpainetta, mikä johtaa rintakehän laajentumiseen. Tämä jäljittelee spontaania hengitystä, jonka aikana pallea laskeutuu lähelle vatsaa. Positiiviset paineilmalaitteet ovat yleisempiä, ja ne toimivat pakottamalla ilmaa keuhkoihin.
Ohjaustila on yksi mekaanisista ilmanvaihtotiloista, joissa hengityslaite antaa hengityksiä määrätyllä nopeudella potilaalle. Sitä käytetään tyypillisesti vain silloin, kun potilas on rauhoittunut ja hänellä on vaikea hengitysvajaus tai halvaus. Ohjaustilaa ei suositella, jos potilas pystyy fyysisesti hengittämään itse, koska se vie kaiken ponnistelun potilaalta. Aputilassa keinotekoinen hengitys käynnistyy, kun hengityslaite havaitsee, että potilas yrittää hengittää itse. Avustavan mekaanisen ilmanvaihdon avulla potilaat hallitsevat olennaisesti hengitysavun määrää.
Jatkuva mekaaninen ilmanvaihto on yhdistelmä ohjaustiloja ja aputiloja, ja niihin kuuluu ohjausnopeuden asettaminen vähimmäismääräksi hengityksiä minuutissa, jonka hengityslaite antaa. Jos potilas ottaa enemmän itsekseen, kone sopeutuu vastaamaan potilaan hengitysmallia. Ajoittainen pakollinen ilmanvaihto on yhdistelmä mekaanista ilmanvaihtoa ja spontaania hengitystä. Ajoittaisissa tiloissa annetaan tietty määrä hengityksiä, mutta potilas voi hengittää spontaanisti mekaanisten hengitysten välillä halutessaan. Tässä tapauksessa potilas saa hengitettyä kostutettua happea.
Paineen tukitilassa hengityslaite valvoo sekä mekaanisia hengityksiä että spontaania hengitystä, ja sisäänhengitysvirtaukset syötetään hengityspiiriin hengitysteiden paineen ylläpitämiseksi. Kun potilaan sisäänhengitys lakkaa, hengityslaite katkaisee hengitysvirtauksen piiriin ja potilas voi hengittää ulos. Paineensäätöinen tuuletus pitää hengitysteiden paineen vakiona, kun taas vuoroveden tilavuus vaihtelee keuhkojen käyttäytymisen mukaan. Nopeutta, sisäänhengitysaikaa ja painerajaa säätelee lääkäri tämän tyyppisellä koneellisella ilmanvaihdolla.